Запорно-регулирующее устройство

 

Сущность изобретения: в цилиндрической направляющей камере размещен рабочий орган, состоящий из эластичного запорного элемента, установленного на шпинделе. Камера выполнена по диаметру больше диаметра подводящих патрубков в 1,4 раза. Рабочий орган снабжен направляющим диском и круглой регулировочной гайкой и установлен с возможностью разделения камера на верхнюю и нижнюю части. 2 ил,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 16 К 3/28

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) "1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4937825/29 (22) 25.02.91 (46) 15.04.93. Бюл. N 14 (71) Алтайский политехнический институт им, И.И,Ползунова и Производственно-техническое объединение "Алтайтеплоэнерго" (72) А.В,Метельский, А,А.Ломакин и

В.А.Марков (73) В.А.Марков (56) Патент ФРГ М 1035435, кл, 479 21/06, 1955, Изобретение относится к арматуростроению и может найти применение в жилищном и промышленном строительстве,в различных отраслях промышленности и в сельском хозяйстве для магистральных и распределительных трубопроводов тепло- и водоснабжения общего назначения.

Поставленная цель достигается тем, что в известном запорном устройстве, содержащем корпус с проходным каналом и подводящим патрубками, механизм перемещения рабочего органа перпендикулярно потоку среды, цилиндрическую направляющую камеру с размещенным в ней рабочим органом, состоящим из эластичного запорного элемента, установленного на шпинделе, согласно изобретению, цилиндрическая наи равляющая камера выполнена по диаметру больше диаметра подводящих патрубков в 1,4 раза, а рабочий орган дополнительно снабжен направляющим диском и круглой регулировочной гайкой и установлен с возможностью разделения камеры на верхнюю и нижню о части, Запорный элемент рабочего органа выполнен в виде дву.стбронней манжеты с внутренней полостью

„„!Ж „„1809896 АЗ (54) ЗАПОРНО-РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (57) Сущность изобретения: в цилиндрической направляющей камере размещен рабочий орган, состоящий из эластичного запорного элемента, установленного на шпинделе. Камера выполнена по диаметру больше диаметра подводящих патрубков в

1,4 раза, Рабочий орган снабжен направляющим диском и круглой регулировочной гайкой и установлен с возможностью разделения камера на верхнюю и нижнюю части.

2 ил, и установлен на шпинделе между направляющим диском и круглой регулировочной гайкой, которая по диаметру равна диаметру направляющей камеры, В шпинделе выполнен канал в виде продольного и двух поперечных отверстий, внутренняя полость запорного органа и проходной канал связаны одним из поперечных отверстий, а верх- няя часть камеры и проходный канал а связаны другим поперечным отверстием с Q() установленным в нем клапаном, С)

На фиг.1 изображен фронтальный запорно-регулирующего устройства; на фиг.2 — горизонтальный разрез устройства по оси подводящих патрубков. О

Предлагаемое запорно-регулирующее О устройство состоит из корпуса 1, в котором выполнены подводящие патрубки 2 диамет. ром и направляющая камера 3 диаметром d, (Ъ в которой на шпинделе 4 установлен рабочий орган 5, состоящий из направляющего диска 6, запорного элемента 7 и регулировочной гайки 8.

Направляющий диск 6 и регулировочная гайка 8 являются направляющими для рабочего органа 5 и имеют диаметр равный

1809896 диаметру D направляющей камеры 3. Для обеспечения эффективного уплотнения запорный элемент 7 выполнен из эластичноупругого материала в виде двусторонней манжеты с внутренней полостью 9. В качестве эластично-упругого материала может быть использована резина, полиуретан, и т.п. В целях более эффективного эапирания и увеличения срока эксплуатации запорного элемента 7, его диаметр D в 1,4 раза больше диаметра б подводящих патрубков 2. Предлагаемое соотношение диаметров D-1,4d определяется воэможностью повторного использования запорного элемента в случае износа его рабочих поверхностей.

Рабочий орган 5 разделяет направляющую камеру 3 по отношению к подводящим патрубкам 2 на верхнюю 10 и нижнюю 11 части. В шпинделе 4 выполнен канал, состоящий иэ продольного отверстия 12, поперечного отверстия 13 и поперечного отверстия с клапаном 14.

На корпусе 1 установлены уплотнения

15 и крышка 16, на которой закреплен механизм 17 возвратно-поступательного перемещения шпинделя 4 с рабочим органом 5. . Предлагаемое устройство обеспечивает плавное регулирование расхода рабочей среды от положения "открыто", когда рабочий орган расположен в крайней верхней точке, до положения "закрыто", когда рабочий, орган расположен в крайней нижней точке.

Работа запорно-регулирующего устройства осуществляется следующим образом:

1. В положении "открыто" рабочий орган 5 в направляющей камере 3 находится в крайней верхней точке. Проход между подводящими патрубками 2 полностью открыт и поток рабочей среды движется через устройство с минимальным (для устройстве) сопротивлением. При этом рабочая среда через отверстия 12 и 13 в шпинделе 4 заполняет внутреннюю полость 9 запорного элемента 7, клапан 14 не пропускает рабочую среду в верхнюю часть 1, направляющей камеры 3..Давление рабочей среды в потоке и давление рабочей среды во внутренней полости 9 равны. Под действием давления рабочей среды во внутренней волости 9 стенки запорного элемента 7 деформируют и более плотно прилегают к стенкам направ-.. ляющей камеры 3, что снижает вероятность проникновения рабочей среды в верхнюю часть 10 направляющей камеры 3.

2. В процессе регулирования перемещают механизмом 17 рабочий орган 5 по направляющей камере 3. Рабочий орган 5 частично перекрывает floToK рабочей среды по патрубкам 2 и создает местное сопротивление. В зоне местного сопротивления возникает падение давления, в результате чего уменьшается давление во внутренней полости 9 запорного элемента 7 и его стенки деформируются, что приводит к уменьшению трения при движении рабочего органа

5 по направляющей камере.

3. При этом возможно частичное пере10 текание рабочей среды из внутренней полости 9 . в движущийся поток. Как только запорный элемент 7 перекрывает поток, то в нижней части 11 направляющей камеры 3 отсекается определенный обьем рабочей

15 среды. Дальнейшее перемещение рабочего органа 5 приводит к тому, что рабочая среда из нижней части 11 направляющей камеры

3 по отверстиям 12 и 13 в шпинделе 4 перетекает во внутреннюю полость 9 запорного

20 элемента 7, давление во внутренней полости 9 увеличивается, стенки запорного элемента 7 деформируются и плотно прилегают, к поверхностям направляющей камеры 3. что обеспечивает плотное перекрытие под25 водящих патрубков 2, т,е. полное запирание . потока рабочей среды.

4. В процессе эксплуатации запорно-регулирующего устройства не исключена возможность проникновения рабочей среды в

30 верхнюю часть 10 направляющей камеры 3.

Рассмотрим случай, когда верхняя часть 10 направляющей камеры 3 заполнена рабочей средой (жидкость), рабочий орган 5 находится в крайней нижней точке и

35 необходимо перевести его в.положение "открыто". При перемещении рабочего органа

5 вверх, одновременно происходит уменьшение обьема верхней части 10 и увеличение обьема нижней части 11 направляющей

40 камеры 3. Уменьшение обьема верхней части 10 приводит к увеличению давления рабочей среды в ней, в результате чего часть рабочей среды через клапан 14, по отверстию 12 перетекает в нижнюю часть 11 на45 правляющей камеры 3, где происходит увеличение обьема и падение давления рабочей среды.

Таким образом, при перемещении рабочего органа 5 в верхнюю точку происходит

50 освобождение верхней части 10 направляющей камеры 3 рабочей среды. Утечку рабочей среды из верхней части 10 крышку 16 исключает уплотнение 15.

5. Рассмотрим случай ремонта предла55 гаемого запорно-регулирующего устройства. Наиболее подтверждены износу участки поверхности запорного элемента 7, сопряженные подводящими патрубками 2, Причем излом запорного элемента происходит по его высоте на цилиндрической поверхно1809896 сти симметрично против каждого подводя щего патрубка. Ширина одного участка износа цилиндрической поверхности запорного элемента определяется хордой, равной диаметру подводящего патрубка.

Участки поверхности запорного элемента, контактирующие со стенками направляющей камеры изнашиваются меньше, Таким образом, рабочая поверхность запорного элемента как бы условно состоит из четырех участков, из которых два противоположных имеют больший износ, а два других меньший, Причем в предлагаемой конструкции устройства предусмотрено, что диаметр запорного элемента в 1,4 раза больше диаметра подводящего патрубка, т.е. все четыре участка поверхности запорного элемента равны между собой, В этой связи, при ремонте запорно-регулирующего устройства снимают крышку

16,вынимают рабочий орган 5 из направляющей камеры 3, снимают регулировочную гайку 8 и запорный элемент 7 поворачивают вокруг своей оси на 90 . После этого закру.чивают регулировочную гайку 8, которая при своем перемещении по шпинделю 4 деформирует запорный элемент 7, в результате осевого сжатия запррный элемент увеличивает свой диаметр. Регулировочную гайку 8 перемещают до тех пор пока запорный элемент не обеспечивает плотную посадку 6 направляющей камеры 3.

После установки регулировочной гайки

8 в требуемом положении, производят сборку запорно-регулирующего устройства и оно готово для дальнейшей эксплуатации, 6. 8 случае полного износа запорного элемента 7 его заменяют новым. При этом корпус 1 с направляющей камерой 3 практически не изнашиваются и могут эксплуа5 тироваться длительное время.

Предлагаемое техническое решение запорно-регулирующего устройства по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества:

10 упрощена конструкция; обеспечено выполнение регулирования расхода потока рабочей среды при меньшем сопротивлении; повышена надежность и срок эксплуа15 тации; реверсивность использования устройства в трубопроводах.

Формула изобретения

20 3апорно-регулирующее устройство, со держащее корпус с проходным каналом и подводящими патрубками, механизм перемещения рабочего органа перпендикулярно к потоку среды, цилиндрическую направля25 ющую камеру с размещенным в ней рабочим органом, состоящим из эластичного запорного элемента, установленного на шпинделе, отлича ющееся тем,что цилиндрическая направляющая камера вы30 полнена по диаметру больше диаметра подводящих патрубков в 1,4 раза, а рабочий орган дополнительно снабжен направляющим диском и круглой регулировочной гайкой и установлен с возможностью

35 разделения камеры на верхнюю и нижнюю части, 1809896

4 Q f3

Составитель В.Марков

Техред М.Моргентал Корректор А.Козориз

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1299 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета Ао изобретениями и открытиям ири ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5